क्रमिक सन्निकटन (एसआर) एडीसी कैसे काम करता है और इसका सबसे अच्छा उपयोग कहां किया जाता है?

एक डिजिटल कनवर्टर (एडीसी) के अनुरूप उपकरण का प्रकार है जो हमें एक डिजिटल दृष्टिकोण में अराजक वास्तविक दुनिया डेटा की प्रक्रिया में मदद करता है। तापमान, आर्द्रता, दबाव, स्थिति जैसे वास्तविक दुनिया के आंकड़ों को समझने के लिए, हमें ट्रांसड्यूसर की आवश्यकता है, ये सभी कुछ मापदंडों को मापते हैं और हमें वोल्टेज और करंट के रूप में एक विद्युत संकेत देते हैं। चूंकि आजकल हमारे अधिकांश उपकरण डिजिटल हैं, इसलिए उन संकेतों को डिजिटल संकेतों में परिवर्तित करना आवश्यक हो जाता है। यह वह जगह है जहां एडीसी आता है, हालांकि वहाँ कई अलग-अलग प्रकार के एडीसी हैं, लेकिन इस लेख में, हम सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले एडीसी प्रकारों में से एक के बारे में बात करने जा रहे हैं, जिसे क्रमिक एडीसी कहा जाता है।। एक शुरुआती लेख में, हमने Arduino की मदद से ADC के आधार के बारे में बात की है, आप यह देख सकते हैं कि क्या आप इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए नए हैं और ADC के बारे में अधिक जानना चाहते हैं।

क्या एक क्रमिक स्वीकृति एडीसी है?

लगातार सन्निकटन एडीसी उच्च संकल्प आवेदन करने के लिए कम लागत वाली मध्यम के लिए पसंद की एडीसी है, एसएआर ADCs के लिए संकल्प, 18 बिट नमूना प्रति सेकंड (एमएसपी) 5 मेगा नमूनों को गति के साथ - 8 से लेकर। इसके अलावा, इसका निर्माण कम बिजली की खपत के साथ एक छोटे रूप में किया जा सकता है, यही वजह है कि इस प्रकार के एडीसी का उपयोग पोर्टेबल बैटरी चालित उपकरणों के लिए किया जाता है।

जैसा कि नाम से पता चलता है, यह एडीसी मूल्यों को परिवर्तित करने के लिए एक द्विआधारी खोज एल्गोरिथ्म लागू करता है, यही वजह है कि आंतरिक सर्किटरी कई एमएचजेड पर चल सकती है, लेकिन वास्तविक नमूना दर उत्तराधिकारी दृष्टिकोण एल्गोरिदम के कारण बहुत कम है । हम इस लेख में बाद में इसके बारे में अधिक चर्चा करते हैं।

क्रमिक अनुमोदन के कार्य ADC

कवर छवि बुनियादी क्रमिक सन्निकटन ADC सर्किट को दिखाती है । लेकिन कार्य सिद्धांत को थोड़ा बेहतर समझने के लिए, हम इसके 4-बिट संस्करण का उपयोग करने जा रहे हैं। नीचे दी गई छवि बिल्कुल यही दर्शाती है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, इस एडीसी में एक तुलनित्र, एनालॉग कनवर्टर के लिए एक डिजिटल और नियंत्रण सर्किट के साथ एक क्रमिक सन्निकटन रजिस्टर शामिल है। अब, जब भी कोई नई बातचीत शुरू होती है, तो नमूना और होल्ड सर्किट इनपुट सिग्नल का नमूना लेता है। और उस सिग्नल की तुलना DAC के विशिष्ट आउटपुट सिग्नल से की जाती है।

अब मान लेते हैं, सैंपल किए गए इनपुट सिग्नल 5.8 वी हैं। एडीसी का संदर्भ 10 वी है। जब रूपांतरण शुरू होता है, क्रमिक सन्निकटन रजिस्टर सबसे महत्वपूर्ण बिट 1 और अन्य सभी बिट्स को शून्य पर सेट करता है। इसका अर्थ है कि मान 1V, 0, 0, 0 हो जाता है, जिसका अर्थ है, 10V संदर्भ वोल्टेज के लिए, DAC 5V का मान उत्पन्न करेगा जो संदर्भ वोल्टेज का आधा है। अब इस वोल्टेज की तुलना इनपुट वोल्टेज से की जाएगी और तुलनित्र आउटपुट के आधार पर, क्रमिक सन्निकटन रजिस्टर के आउटपुट को बदल दिया जाएगा। नीचे दी गई छवि इसे और अधिक स्पष्ट करेगी। इसके अलावा, आप DAC पर अधिक जानकारी के लिए एक सामान्य संदर्भ तालिका देख सकते हैं। पहले हमने एडीसी और डीएसी पर कई परियोजनाएं बनाई हैं, आप अधिक जानकारी के लिए उन्हें देख सकते हैं।

इसका मतलब है कि अगर विन डीएसी के आउटपुट से अधिक है, तो सबसे महत्वपूर्ण बिट उसी तरह रहेगा, और अगले बिट को एक नई तुलना के लिए सेट किया जाएगा। अन्यथा, यदि इनपुट वोल्टेज डीएसी मान से कम है, तो सबसे महत्वपूर्ण बिट शून्य पर सेट किया जाएगा, और अगले बिट को एक नई तुलना के लिए 1 पर सेट किया जाएगा। अब यदि आप नीचे की छवि देखते हैं, तो DAC वोल्टेज 5V है और चूंकि यह इनपुट वोल्टेज से कम है, इसलिए सबसे महत्वपूर्ण बिट से पहले एक बिट में सेट हो जाएगा, और अन्य बिट्स शून्य पर सेट हो जाएंगे, यह प्रक्रिया तब तक जारी रहेगी जब तक यह प्रक्रिया जारी रहेगी इनपुट वोल्टेज तक निकटतम मूल्य पहुंचता है।

इनपुट वोल्टेज को निर्धारित करने और आउटपुट मान का उत्पादन करने के लिए क्रमिक सन्निकटन ADC एक बार में 1 बिट बदलता है। और जो भी मान चार पुनरावृत्तियों में हो सकता है, हम इनपुट मूल्य से आउटपुट डिजिटल कोड प्राप्त करेंगे। अंत में, चार-बिट क्रमिक सन्निकटन ADC के लिए सभी संभावित संयोजनों की एक सूची नीचे दी गई है।

रूपांतरण का समय, गति, और लगातार अनुमोदन एडीसी का संकल्प

रूपांतरण का समय:

सामान्य तौर पर, हम यह कह सकते हैं कि एक एन बिट एडीसी के लिए, यह एन घड़ी चक्र लेगा, जिसका अर्थ है कि इस एडीसी का रूपांतरण समय बन जाएगा-

Tc = N x Tclk

* Tc रूपांतरण समय के लिए कम है।

और अन्य एडीसी के विपरीत, इस एडीसी का रूपांतरण समय इनपुट वोल्टेज से स्वतंत्र है।

जैसा कि हम एक 4-बिट एडीसी का उपयोग कर रहे हैं, अलियासिंग प्रभाव से बचने के लिए, हमें लगातार 4 बार दालों के बाद एक नमूना लेना होगा।

रूपांतरण की गति:

इस प्रकार की ADC की विशिष्ट रूपांतरण गति लगभग 2 - 5 मेगा नमूने प्रति सेकंड (MSPS) है, लेकिन कुछ ही हैं जो 10 (MSPS) तक पहुँच सकते हैं। एक उदाहरण रैखिक टेक्नोलॉजीज द्वारा LTC2378 होगा।

संकल्प:

इस प्रकार के एडीसी का रिज़ॉल्यूशन लगभग 8 - 16 बिट्स हो सकता है, लेकिन कुछ प्रकार 20-बिट्स तक जा सकते हैं, एक उदाहरण एनालॉग डिवाइसेस द्वारा ADS8900B हो सकता है।

लाभ और क्रमिक एडीसी के नुकसान

इस प्रकार के एडीसी के दूसरों के मुकाबले कई फायदे हैं। इसकी उच्च सटीकता और कम बिजली की खपत है, जबकि इसका उपयोग करना आसान है और कम विलंबता समय है। विलंबता समय सिग्नल अधिग्रहण की शुरुआत का समय है और वह समय जब डेटा ADC से प्राप्त करने के लिए उपलब्ध होता है, आमतौर पर यह विलंबता समय सेकंड में परिभाषित किया जाता है। लेकिन कुछ डेटाशीट इस पैरामीटर को रूपांतरण चक्र के रूप में भी संदर्भित करते हैं, विशेष एडीसी में यदि डेटा एक रूपांतरण चक्र के भीतर लाने के लिए उपलब्ध है, तो हम कह सकते हैं कि इसमें एक वार्तालाप चक्र विलंबता है। और यदि डेटा N चक्रों के बाद उपलब्ध है, तो हम कह सकते हैं कि इसमें एक रूपांतरण चक्र विलंबता है। एसएआर एडीसी का एक प्रमुख नुकसान इसकी डिजाइन जटिलता और उत्पादन की लागत है।

एसएआर एडीसी के आवेदन

जैसा कि यह सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला एडीसी है, इसका उपयोग कई अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है जैसे कि बायोमेडिकल उपकरणों में उपयोग किए जाते हैं जिन्हें रोगी में प्रत्यारोपित किया जा सकता है, इन प्रकार के एडीसी का उपयोग किया जाता है क्योंकि यह बहुत कम बिजली की खपत करता है। इसके अलावा, कई स्मार्टवॉच और सेंसर इस प्रकार के एडीसी का उपयोग करते थे।

संक्षेप में, हम कह सकते हैं कि इस प्रकार के एडीसी के प्राथमिक लाभ कम बिजली की खपत, उच्च रिज़ॉल्यूशन, छोटे फॉर्म फैक्टर और सटीकता हैं। इस प्रकार का चरित्र इसे एकीकृत प्रणालियों के लिए उपयुक्त बनाता है। मुख्य सीमा इसकी कम नमूना दर और इस एडीसी के निर्माण के लिए आवश्यक भाग हो सकती है, जो एक डीएसी है, और एक तुलनित्र, उन दोनों को एक सटीक परिणाम प्राप्त करने के लिए बहुत सटीक रूप से काम करने की आवश्यकता है।